Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 8 стр.

                                   8

      Для получения нанокристаллических порошков применяются плаз-
менный, лазерный и дуговой способы нагрева. Так, были получены нано-
частицы карбидов, оксидов и нитридов с помощью импульсного лазерно-
го нагрева металлов в разреженной атмосфере метана (в случае карбидов),
кислорода (в случае оксидов), азота или аммиака (в случае нитридов).
Импульсное лазерное испарение металлов в атмосфере инертного газа (Не
или Аr) и газа-реагента (O2, N2, NНз, СН4) позволяет получать смеси на-
нокристаллических оксидов различных металлов, окcидно-нитридные или
карбидно-нитридные смеси. Состав и размер наночастиц можно контро-
лировать изменением давления и состава атмосферы (инертный газ и газ-
реагент), мощностью лазерного импульса, температурного градиента ме-
жду испаряемой мишенью и поверхностью, на которую происходит кон-
денсация.
                          Плазмохимический синтез
      Одним из самых распространенных химических методов получения
высокодиспесных порошков нитридов, карбидов, боридов является плаз-
мохимический синтез.
      Основными условиями получения высокодисперсных порошков
этим методом являются протекание реакции вдали от равновесия и высо-
кая скорость образования зародышей новой фазы при малой скорости их
роста. В реальных условиях плазмохимического синтеза получение нано-
частиц целесообразно осуществлять за счет увеличения скорости охлаж-
дения потока плазмы, в котором происходит конденсация из газовой фа-
зы; благодаря этому уменьшается размер образующихся частиц, а также
подавляется рост частиц путем их слияния при столкновении.
      При плазмохимическом синтезе используется низкотемпературная
(4000-8000 К) азотная, аммиачная, углеводородная, аргоновая плазма ду-
гового, тлеющего, высоко- или сверхвысокочастотного разрядов; в каче-
стве исходного сырья применяют элементы, их галогениды и другие со-
единения. Характеристики получаемых порошков зависят от ис-
пользуемого сырья, технологии синтеза и типа реактора. Частицы плаз-
мохимических порошков являются монокристаллами и имеют размеры от
10 до 100 – 200 нм и более. Плазмохимический синтез обеспечивает вы-
сокие скорости образования и конденсации соединения и отличается дос-
таточно высокой производительностью. Главные недостатки плазмо-
химического синтеза — широкое распределение частиц по размерам и,
вследствие этого, наличие довольно крупных (до 1– 5мкм) частиц, т. е.
низкая селективность процесса, а также высокое содержание примесей в
порошке. К настоящему времени плазмохимическим методом получены
высокодисперсные порошки нитридов титана, циркония, гафния, ванадия,
ниобия, тантала, бора, алюминия и кремния, карбидов титана, ниобия,
тантала, вольфрама, бора и кремния, оксидов магния, иттрия и алюминия.
Наиболее широко плазмохимический метод применяется для синтеза нит-
ридов переходных металлов IV и V групп.